DE1431968C2

DE1431968C2 - Drive device for winches and similar lifting machines

Info

Publication number: DE1431968C2
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Sperry Rand Corp, Troy, Mich. (V.St.A.)
Publication date: 1977-12-29

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für Winden u.dgl. Lasthebemaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a drive device for winches and the like Preamble of claim 1.

Bei einer bekannten Antriebsvorrichtung dieser Art (DT-AS 10 86 027) ist ein Planetengetriebe mit Sonnenrad, Planetenrädern, Planetenradträger und Zahnkranz vorgesehen, bei dem das angetriebene Sonnenrad über eine Kupplung direkt mit dem abtreibenden Zahnkranz verbunden werden kann. Es ist zudem die Möglichkeit eröffnet, mittels einer Bandbremse eine Bremskraft auf den Planetenradträger auszuüben, was bei der Absenkung von Lasten nützlich ist. Das bekannte Planetengetriebe ist für einen in gleicher Richtung drehenden Motor (Verbrennungskraftmaschine) vorgesehen, von dem keine wirksame Abbremsung gegen das Abstürzen einer Last erwartet werden kann.In a known drive device of this type (DT-AS 10 86 027) is a planetary gear with sun gear, Planet gears, planet carrier and ring gear provided, in which the driven sun gear over a coupling can be connected directly to the driven ring gear. It is also the possibility opened to exert a braking force on the planet carrier by means of a band brake, which occurs when lowering of loads is useful. The known planetary gear is for a rotating in the same direction Motor (internal combustion engine) provided, from which no effective braking against crashing a load can be expected.

Eine automatisch arbeitende Sicherung gegen Abstürzen beim Umschalten zwischen der Kupplung und der Bremse ist nicht vorgesehen.An automatically working protection against falling when switching between the clutch and the brake is not provided.

Bei einer weiteren bekannten Antriebsvorrichtung für Winden (GB-PS 8 05 979) ist ein zweisätziges Planetengetriebe vorgesehen, wovon ein Glied über ein Gesperre mit einer Bremse in Verbindung steht, so daß bei der einen Drehrichtung ein freier Lauf garantiert ist, während in der anderen Drehrichtung — beim Absenken — eine Bremsung erfolgt. Diese Abbremsung kann nicht so stark sein, daß das Abstürzen einer Last sicher vermieden wird, weil sich dieses mit der Funktion des Absenkens nicht vertragen würde.In another known drive device for winches (GB-PS 8 05 979) is a two-movement Planetary gear provided, one of which is connected to a brake via a locking mechanism, so that in one direction of rotation a free run is guaranteed, while in the other direction of rotation - with Lowering - braking takes place. This deceleration cannot be so strong that a Load is safely avoided because this would not be compatible with the lowering function.

Bei einem bekannten Elektroflaschenzug mit einem ein- oder mehrstufigem Planetengetriebe (DT-PS 11 20 092) wird der Elektromotor mit eingebauter Bremse zum Abbremsen benutzt. Andere als Elektromotore können nicht verwendet werden, insbesondere kann kein Hydraulikmotor Verwendung finden.In a known electric pulley block with a single or multi-stage planetary gear (DT-PS 11 20 092) the electric motor with built-in brake is used to brake. Other than electric motors cannot be used, in particular no hydraulic motor can be used.

Bei einem bekannten Planetengetriebe (DT-PS 7 19 921) steht der eine Planetengetriebesatz mit jeweils einem Glied mit dem Antrieb, mit dem Abtrieb und mit einem Steuerteil in Verbindung, welches aus einem zweiten Planetengetriebesatz und angeschlossenen Bremsen bzw. Kupplungen besteht, die teilweise unter Federvorspr.nnung stehen und teilweise durch hydraulisches Verschieben eingerückt werden. Je nachdem, welche Kupplungen bzw. Bremsen wirksam gemacht werden, könnnen vier unterschiedliche Abtriebsgeschwindigkeiten eingestellt werden; das Blockieren des Planetengetriebes, etwa bei Ausfall des Steuerdruckes, ist nicht vorgesehen. Das bekannte Planetengetriebe eignet sich deshalb nicht zum Einbau in eine Antriebsvorrichtung für Winden u. dgl. Lasthebemaschinen.
Schließlich ist auch ein Planetengetriebe, insbesondere in Verbindung mit einer Gasturbine als Motor bekannt (US-PS 27 48 623), bei der einzelne Glieder über Kupplungen festgehalten bzw. freigegeben werden können, wobei zwischen den Kupplungen Rückholfedern angeordnet sind und die Kupplungen durch hydraulisches Verschieben ein- und ausgerückt werden können. In der neutralen Stellung der Einrückvorrichtung für beide Kupplungen wird die Leerlaufstellung erreicht und nicht eine Blockadestellung, was offenbar zur Zerstörung des Getriebes infolge der Kraft der Turbine führen würde. Diese bekannte Antriebsvorrichtung ist somit für Winden nicht geeignet.In a known planetary gear (DT-PS 7 19 921) is one planetary gear set, each with a link with the drive, with the output and with a control part, which consists of a second planetary gear set and connected brakes or clutches, some of which are under Spring projection stand and can be partially engaged by hydraulic displacement. Depending on which clutches or brakes are made effective, four different output speeds can be set; the blocking of the planetary gear, for example if the control pressure fails, is not provided. The known planetary gear is therefore not suitable for installation in a drive device for winches and similar lifting machines.
Finally, a planetary gear, especially in connection with a gas turbine as a motor, is known (US Pat. No. 2,748,623), in which individual links can be held or released via clutches, with return springs being arranged between the clutches and the clutches being displaced hydraulically can be engaged and disengaged. In the neutral position of the engagement device for both clutches, the idling position is reached and not a blocking position, which would obviously lead to the destruction of the transmission as a result of the power of the turbine. This known drive device is therefore not suitable for winches.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Antriebsvorrichtung für Winden u. dgl. Lasthebemaschinen zu schaffen, bei der das Abstürzen einer Last sicher vermieden wird, wobei insbesondere ein Druckmittelmotor in der Antriebsvorrichtung verwendet werden soll, d. h. die Einschränkung der Verwendung eines Elektromotors mit eingebauter Bremse vermiedenThe invention is based on the object of providing a drive device for winches and similar lifting machines to create in which the falling of a load is safely avoided, in particular a pressure medium motor to be used in the drive device, d. H. the restriction of use an electric motor with a built-in brake avoided

¹ Die gestellte Aufgabe wird auf Grund der Maßnahmen des Hauptanspruches gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. ¹ The task set is solved on the basis of the measures of the main claim. The subclaims relate to refinements and developments of the invention.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung für Winden dargestellt. Es zeigtIn the drawing, an embodiment of the drive device for winches is shown. It shows

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein Planetengetriebe,F i g. 1 shows a cross section through a planetary gear,

Fig.2 eine schematische Darstellung der Antriebsvorrichtung mit seinen Einzelteilen, und2 shows a schematic representation of the drive device with its individual parts, and

F i g. 3 in schematischer Darstellung einige Regelventile als Einzelheit eines hydraulischen Systems.F i g. 3 a schematic representation of some control valves as a detail of a hydraulic system.

In Fig. 1 ist ein Planetengetriebe allgemein mit 10 bezeichnet, das ein mittiges Gehäuseteil 12 umfaßt, an dem eine Endglocke 14 und eine Endkappe 16 befestigt sind. Die Endglocke 14 weist innen eine Innenverzahnung 18 für zwei Planetengetriebe auf, die allgemein mit 20 und 22 bezeichnet sind. Zum Zweck der Klarheit sind in der Zeichnung nur zwei Zähne der Innenverzahnung 18 gezeigt.In Fig. 1, a planetary gear is indicated generally at 10 which comprises a central housing part 12 to which an end bell 14 and an end cap 16 are attached are. The end bell 14 has an internal toothing 18 for two planetary gears, which are generally with 20 and 22 are designated. For the sake of clarity, only two teeth of the internal gear are in the drawing 18 shown.

Der Planetengetriebesatz 20 umfaßt Planetenräder 24 und 26, welche drehbar von Achsen 28 und 30 und der Innenverzahnung 18 getragen werden. Die Achsen 28 und 30 sind fest auf dem Pianetenradträger 32 montiert, der auf einer Abtriebswelle 34 festgekeilt ist, die an ihrem äußeren Ende von einem Lager 36 getragen wird. Die Welle 34 treibt eine Windentrommel 35 an, wie in F i g. 2 gezeigt ist. Das Sonnenrad 38 des Planetenradsatzes 20 ist frei drehbar um die Abtriebswelle 34. Der Planetenradsatz 22 umfaßt die Planetenräder 40 und 42, welche drehbar auf den Achsen 44 und 46 sitzen und in die Innenverzahnung 18 eingreifen. Die Achsen 44 und 46 sind fest auf dem Pianetenradträger 48 montiert, der innen bei 47 eine Verzahnung aufweist, die mit dem Sonnenrad 38 des Planetenradsatzes 20 in Verbindung steht und dieses antreibt. Der Pianetenradträger 48 hat eine radiale Reibungsfläche 49, die zu Antriebs-, Gleit- und Bremszwecken verwendet wird, wie später noch ausgeführt wird. Der Pianetenradträger 48 weist außenseitig bei 51 eine Verzahnung auf.The planetary gear set 20 includes planetary gears 24 and 26 which are rotatable by axes 28 and 30 and the Internal teeth 18 are worn. The axles 28 and 30 are firmly mounted on the planet wheel carrier 32, which is keyed on an output shaft 34 which is carried at its outer end by a bearing 36. The shaft 34 drives a winch drum 35 as shown in FIG. 2 is shown. The sun gear 38 of the planetary gear set 20 is freely rotatable about the output shaft 34. The planetary gear set 22 comprises the planetary gears 40 and 42, which are rotatably seated on the axles 44 and 46 and engage with the internal toothing 18. The axes 44 and 46 are fixedly mounted on the Pianetenradträger 48, which has a toothing on the inside at 47, which with the Sun gear 38 of the planetary gear set 20 is connected and drives this. The piano wheel carrier 48 has a radial friction surface 49, which is used for driving, sliding and braking purposes, as later is performed. The planet wheel carrier 48 has a toothing on the outside at 51.

Das Sonnenrad des Planetenradsatzes 22 ist Teil eines länglichen hohlen Schaftes 52. Der Schaft 52 ruht auf einem Gleitlager 54, das selbst auf der Abtriebswelle 34 gelagert ist. Der Schaft 52 weist einen radial nach außen sich erstreckenden Flansch 55 mit schmalen radialen Reibungsflächen 56 auf, die zum Antrieb und für Gleit- und Bremszwecke benutzt werden, wie später ausgeführt wird. Der Flansch 55 ist außenseitig bei 57 gezahnt.The sun gear of the planetary gear set 22 is part of an elongated hollow shaft 52. The shaft 52 rests on a slide bearing 54 which is itself mounted on the output shaft 34. The shaft 52 has a radially outward direction extending flange 55 with narrow radial friction surfaces 56, which are used for driving and sliding and braking purposes can be used, as will be explained later. The flange 55 is toothed on the outside at 57.

Die Antriebswelle 58 der Übertragungsvorrichtung 10 weist eine Keilnut 60 auf, durch die die Übertragungsvorrichtung 10 mit einem herkömmlichen umkehrbaren hydraulischen Antrieb 61 verbunden ist, wie dies aus F i g. 2 zu ersehen ist. Die Antriebswelle 58 wird von einem Gleitlager 62 umgeben, das in einem axial verschiebbaren Kolben 64 ruht. Der Kolben 64 bildet zu seinen beiden Seiten je eine Druckkammer 68 mit dem Gehäuse 12 und je eine Druckkammer 66 mit der Endkappe 16. Die Druckkammern 66 und 68 sind mittels einer Leitung 70 bzw. 72 mit je einem außen am Gehäuse 12 vorgesehenen vergrößerten Mündungsloch 74 bzw. 76 zum Anschluß an ein Druckgassystem verbunden. Die Drucklager 78 verbinden die Antriebswelle 58 mit dem Kolben 64, so daß die Antriebswelle 58 sich in axialer Richtung mit dem Kolben 64 bewegt, dabei aber durch die Keilnutverbindung die Drehbewegung weiterhin auf den Flansch 80 überträgt.The drive shaft 58 of the transmission device 10 has a keyway 60 through which the transmission device 10 is connected to a conventional reversible hydraulic drive 61, such as this from FIG. 2 can be seen. The drive shaft 58 is surrounded by a sliding bearing 62, which is in an axial displaceable piston 64 rests. The piston 64 forms a pressure chamber 68 with the on each of its two sides Housing 12 and each a pressure chamber 66 with the end cap 16. The pressure chambers 66 and 68 are means a line 70 or 72, each with an enlarged mouth hole provided on the outside of the housing 12 74 or 76 connected for connection to a compressed gas system. The thrust bearings 78 connect the drive shaft 58 with the piston 64, so that the drive shaft 58 moves in the axial direction with the piston 64, however, the rotary movement continues to be transmitted to the flange 80 through the keyway connection.

An den sich radial nach außen erstreckenden Flansch 80 schließt sich nach der einen Seite ein Hohlzylinder kleineren Durchmessers und nach der anderen Seite ein Hohlzylinder großen Durchmessers 82 an, wobei der Hohlzylinder kleinen Durchmessers das Lager für den Flansch 80 auf der Antriebswelle 58 bildet. Der Hohlzylinder 82 trägt an seinem Innenumfang bei 84 eine Verzahnung und eine Reihe von umlaufenden Nuten, in die ein Paar von Sicherungsringen 86 und 88 eingesetzt werden kann. Wegen der besseren Übersichtlichkeit der Zeichnung sind nur zwei Zähne 84 gezeigt. Ein Satz Bremsscheiben 90 und ein Satz Bremsscheiben 92 tragen eine Außenverzahnung, die in die Zähne 84 eingreift, so daß sie drehfest jedoch achsverschieblich gehalten sind.A hollow cylinder closes on one side of the flange 80, which extends radially outward smaller diameter and on the other side a hollow cylinder of large diameter 82, the Hollow cylinder of small diameter forms the bearing for the flange 80 on the drive shaft 58. the Hollow cylinder 82 has a toothing and a number of circumferential teeth on its inner circumference at 84 Grooves into which a pair of circlips 86 and 88 can be inserted. Because of the better clarity only two teeth 84 are shown in the drawing. A set of brake discs 90 and a set Brake disks 92 have external teeth that mesh with teeth 84 so that they are non-rotatable, however are kept axially displaceable.

Ein weiterer Satz Bremsscheiben 94 trägt eine Innenverzahnung, weiche in die Außenverzahnung 57 auf dem Flansch 55 eingreift, so daß die Bremsscheiben drehfest aber axial verschiebbar auf dem Flansch 55 gehalten sind. Die Bremsscheiben 94 wechseln in Axialrichtung mit den Bremsscheiben 90 ab. In ähnlicher Weise ist bei einem Satz von Bremsscheiben 96 eine Innenverzahnung vorgesehen, welche in die Außenverzahnung 51 auf dem Pianetenradträger 48 des Planetenradsatzes 22 eingreift, so daß die Bremsscheiben % mit dem Pianetenradträger drehfest aber axial verschiebbar verbunden sind. Die Scheiben % wechseln in Axialrichtung mit den Scheiben 92 ab.Another set of brake disks 94 has internal teeth, which are turned into external teeth 57 engages on the flange 55 so that the brake disks are rotationally fixed but axially displaceable on the flange 55 are held. The brake disks 94 alternate with the brake disks 90 in the axial direction. In a similar way In a set of brake disks 96, internal toothing is provided which is inserted into the external toothing 51 engages on the planetary gear carrier 48 of the planetary gear set 22, so that the brake disks % are non-rotatably but axially displaceably connected to the Pianetenradträger. Change the discs% in the axial direction with the disks 92.

Ein Paar ringförmiger Bremsbetätigungsteile 98 und 99 tragen an ihrem Außenumfang eine Verzahnung, welche einen drehfesten aber axial verschiebbaren Eingriff mit der Verzahnung 84 ermöglicht. Die axiale Verschiebbarkeit wird allerdings von den Sicherungsringen 86 und 88 begrenzt.A pair of annular brake actuation parts 98 and 99 have a toothing on their outer circumference, which enables a rotationally fixed but axially displaceable engagement with the toothing 84. The axial Movability is limited by the locking rings 86 and 88.

Der Lastteil 98 weist eine der von der Welle 52 getragenen Fläche 56 gegenüberstehende, radiale, flache Bremsfläche 100 auf. Die Bremsscheiben 90 und 94 sind zwischen den Flächen 56 und 100 abwechselnd schichtweise angeordnet. In ähnlicher Weise ist der Lastteil 99 mit einer radialen flachen Bremsfläche 102 versehen, die der auf dem Pianetenradträger 48 des Planetenradsatzes 22 angeordneten Fläche 49 gegenübersteht. Die Bremsscheiben 92 und 96 stehen in abwechselnder Schichtung zwischen den Flächen 49 und 102.The load part 98 has a surface 56 supported by the shaft 52 opposite, radial, flat braking surface 100. The brake disks 90 and 94 are alternating between the surfaces 56 and 100 arranged in layers. Similarly, the load portion 99 is provided with a radial flat braking surface 102 provided, which faces the surface 49 arranged on the planetary gear carrier 48 of the planetary gear set 22. The brake disks 92 and 96 are in alternating layers between the surfaces 49 and 102.

Zwischen den Lastteilen 98 und 99 sind Vorspanneinrichtungen in Form von Druckfedern 104 angeordnet, welche in entgegengesetzter Richtung wirkende gleich große Kräfte ausüben. Wenn sich die Antriebswelle 58 in der in F i g. 1 gezeigten axialen Stellung befindet, ist sie durch Reibschluß mit der Welle 52 verbunden, die das Sonnenrad 50 des Planetenradsatzes 22 trägt. Außerdem steht sie durch Reibschluß auch mit dem Pianetenradträger 48 des Planetenradsatzes 22 in Verbindung. Damit sind zwei Elemente des Planetenradsatzes 22, nämlich das Sonnenrad und der Pianetenradträger relativ zueinander festgelegt; da das dritte Element, nämlich die Innenverzahnung 18, im Glockenteil 14 festliegt, ist der Planetenradsatz 22 vollständig arretiert. Die Festlegung des Zahnradsatzes 22 bewirkt durch die Festlegung des Sonnenrades 38 des Zahnradsatzes 20 und dadurch, daß die Innenverzahnung 18 im Glockenteil 14 festliegt, daß auch der Zahnradsatz 20 vollständig festgelegt ist. Die mit dem Pianetenradträger 32 des Zahnradsatzes 20 gekoppelte Abtriebswelle 34 bewirkt, daß auch die Trommel 35 gegen eine Drehung festgehalten wird.Pre-tensioning devices in the form of compression springs 104 are arranged between the load parts 98 and 99, which exert forces of equal magnitude acting in the opposite direction. When the drive shaft 58 in the in F i g. 1 is axial position shown, it is frictionally connected to the shaft 52, the the sun gear 50 of the planetary gear set 22 carries. In addition, it is by frictional engagement with the Pianetenradträger 48 of the planetary gear set 22 in connection. So there are two elements of the planetary gear set 22, namely the sun gear and the Pianetenradträger set relative to each other; there the third Element, namely the internal toothing 18, is fixed in the bell part 14, the planetary gear set 22 is complete locked. The definition of the gear set 22 is caused by the definition of the sun gear 38 of the Gear set 20 and in that the internal toothing 18 is fixed in the bell part 14 that the Gear set 20 is fully established. The coupled with the Pianetenradträger 32 of the gear set 20 The output shaft 34 has the effect that the drum 35 is also held against rotation.

Um an der Abtriebswelle 34 eine niedrige Abtriebsdrehzahl einzustellen, wird der Kammer 68 über den Einlaß 76 und die Leitung 72 Druckflüssigkeit zugeführt,In order to set a low output speed on the output shaft 34, the chamber 68 is via the Inlet 76 and line 72 pressure fluid supplied,

so daß der Kolben 64 nach links verschoben wird. Der Kolben 64 nimmt die Antriebswelle 58 mit. Der Sicherungsring 88 kommt am Lastteil 99 in Anlage und verschiebt es nach links, so daß die Bremsscheiben 92 und 96 entlastet werden, indem ein Druck auf die Federn 104 ausgeübt wird, so daß die auf die Bremsscheiben 90 und 94 einwirkende Kraft zunimmt. Der Kraftfluß durch die Übertragungsvorrichtung 10 läuft dann von der Antriebswelle 58 zur Welle 52 und treibt das Sonnenrad 50 des Planetenradsatzes 22. Der Planetenradträger 48 des Planetenradsatzes 22 kann sich jetzt frei drehen und das Sonnenrad 38 des Planetenradsatzes mitnehmen, welches über dem Planetenträger 32 die Abtriebswelle 34 mit niedriger Geschwindigkeit antreibt. Es ist ersichtlich, daß der Planetenradsatz 20 wie eine zweite konstante Übersetzungsstufe eine Drehzahlverringerung hervorruft.so that the piston 64 is displaced to the left. The piston 64 takes the drive shaft 58 with it. The locking ring 88 comes into contact with the load part 99 and moves it to the left, so that the brake disks 92 and 96 are relieved by exerting pressure on the springs 104 , so that the force acting on the brake disks 90 and 94 increases. The power flow through the transmission device 10 then runs from the drive shaft 58 to the shaft 52 and drives the sun gear 50 of the planetary gear set 22. The planetary gear carrier 48 of the planetary gear set 22 can now rotate freely and take along the sun gear 38 of the planetary gear set, which via the planetary carrier 32 drives the output shaft 34 drives at low speed. It can be seen that the planetary gear set 20 causes a speed reduction like a second constant transmission stage.

Um eine höhere Drehzahl der Abtriebswelle 34 einzustellen, wird der Kammer 66 über den Einlaß 74 und die Leitung 70 Druckflüssigkeit zugeführt, so daß to sich der Kolben 64 nach rechts verschiebt. Der Kolben nimmt die Antriebswelle 58 mit. Der Sicherungsring 86 legt sich an das Lastteil 98 an und verschiebt es nach rechts, so daß die Bremsscheiben 90 und 94 entlastet werden. Durch zusätzliches Zusammendrücken der Federn 104 wächst dabei die an den Bremsscheiben 92 und % einwirkende Kraft an. Der Kraftfluß durch die Übertragungsvorrichtung 10 verläuft dabei von der Antriebswelle 58 zum Planetenradträger 48 des Planetenradsatzes 22, dann zum Sonnenrad des Planetenradsatzes 20 und durch den Planetenradträger 32, so daß die Abtriebswelle 34 mit hoher Drehzahl angetrieben wird.To achieve a higher speed of the output shaft set 34, the chamber 66 via the inlet 74 and the conduit 70 is fed hydraulic fluid, so that to the piston 64 moves to the right. The piston takes the drive shaft 58 with it. The locking ring 86 rests against the load part 98 and moves it to the right, so that the brake disks 90 and 94 are relieved. By additionally compressing the springs 104 , the force acting on the brake disks 92 and% increases. The power flow through the transmission device 10 runs from the drive shaft 58 to the planetary gear carrier 48 of the planetary gear set 22, then to the sun gear of the planetary gear set 20 and through the planetary gear carrier 32, so that the output shaft 34 is driven at high speed.

Die Federn 104 und die druckbeaufschlagten Flächen des Kolbens 64 sind so bemessen, daß durch einen Druck von etwa 10,5 kg/cm² in der Kammer 66 bzw. 68 die entsprechende Drehzahl eingestellt wird.The springs 104 and the pressurized surfaces of the piston 64 are dimensioned such that the corresponding speed is set by a pressure of approximately 10.5 kg / cm ² in the chamber 66 and 68, respectively.

In F i g. 2 ist eine herkömmliche reversierbare hydraulische Antriebseinheit 61 an der Übertragungsvorrichtung 10 angeschlossen, wobei die Abtriebswelle der Antriebseinheit mit der Antriebswelle 58 gekoppelt ist. Die Abtriebswelle 34 der Übertragungsvorrichtung 10 ist mit einer Windentrommel 35 verbunden. Eine von einer Antriebsmaschine 107 angetriebene, Druckflüssigkeit aus einem Tank 108 ansaugende Pumpe 106 führt über die Druckleitung 110 und den Einlaßstutzen 111 einem Paar von wahlweise schaltbaren Ventilen 112 und 114 Druckflüssigkeit zu.In Fig. 2, a conventional reversible hydraulic drive unit 61 is connected to the transmission device 10 , the output shaft of the drive unit being coupled to the drive shaft 58. The output shaft 34 of the transmission device 10 is connected to a winch drum 35 . A driven by a prime mover 107, pressurized fluid from a tank 108 suction pump 106 via the pressure line 110 and the inlet connection 111 of a pair of selectively switchable valves 1 12 and 114 to pressure fluid.

Die Ventile 112 und 114 sind in Teilbauweise hergestellt und sind so miteinander verschraubt, daß eine Verbindung von verschiedenen inneren Durchlässen erfolgt. Die Richtungsschieber und die inneren Durchlässe sind schematisch in F i g. 3 veranschaulicht. Jeder dieser Richtungs- oder Ventilschieber hat drei Schaltstellungen und ist in seiner neutralen Lage gezeigt. Eine innere Bypaßleitung 115 verbindet den Einlaßstutzen Ul ohne Rücksicht auf die Lage des Schiebers im Ventil 112 mit dem Auslaßstutzen 116, solange der Schieber des Ventils 114 in seiner neutralen Lage steht. Dadurch kann von der Pumpe so lange kein Druck aufgebaut werden, bis der Schieber des Ventils 114 betätigt wird.The valves 112 and 114 are made in partial construction and are bolted together so that a connection of various internal passages is made. The directional slide and the inner passages are shown schematically in FIG. 3 illustrates. Each of these directional or valve slides has three switching positions and is shown in its neutral position. An inner bypass line 115 connects the inlet connection Ul regardless of the position of the slide in the valve 112 with the outlet connection 116, as long as the slide of the valve 114 is in its neutral position. As a result, as long as no pressure can be built up, is actuated until the slide of the valve 1 14 from the pump.

Das Ventil 112 hat ein Paar von Motoranschlußöffnungen 118 und 120. Die Anschlußöffnung 120 ist über die Leitung 122 mit dem Einlaß 76 der Ubertragungsvorrichtung 10 verbunden. Die Anschlußöffnung 118 ist über die Leitung 124 mit dem Einlaß 74 der Übertragungsvorrichtung 10 verbunden.The valve 112 has a pair of motor connection openings 118 and 120. The connection opening 120 is connected to the inlet 76 of the transmission device 10 via the line 122 . The connection opening 118 is connected to the inlet 74 of the transmission device 10 via the line 124.

Das Ventil 114 ist mit einem Paar von Motoranschlußöffnungen 126 und 128 ausgestattet. Die öffnung 126 ist über die Leitung 130 mit dem Einlaß 138 desj Motors 61 verbunden. Die öffnung 128 ist über die Leitung 132 mit der öffnung 133 des Ventils 134 verbunden, wobei das Ventil eine öffnung 135 aufweist, die über die Leitung 136 mit dem anderen Motoreinbzw, -auslaß 131 des Motors 61 verbunden ist Der Motor dreht sich in Abhängigkeit davon, welcher der Einlasse 131 bzw. 138 mit Druck beaufschlagt wird, in der einen oder anderen Richtung. Das Seil ist auf der Trommel 35 aufgewickelt, so daß im Fall der Beaufschlagung des Einlasses 131 die Trommel in Einzugsrichtung angetrieben wird, während bei Beaufschlagung des Einlasses 138 die Trommeldrehung in abrollender Richtung erfolgt. Das Ventil 134 erlaubt i eine Druckmittelströmung auf zwei Bahnen zwischen den öffnungen 133 und 135. In der ersten Bahn liegt ein Rückschlagventil 140, das einen Durchfluß von der öffnung 133 zur öffnung 135 erlaubt, einen entgegengesetzten Durchfluß jedoch verhindert. Die zweite Bahn verläuft durch eine Bohrung 142, welche einen Ventilschieber 144 enthält, der durch eine Feder 146 in eine Stellung gedrückt wird, in welcher ein Durchfluß der Bohrung 142 nicht möglich ist. Der Schieber 144 kann entgegen der Wirkung der Feder so verschoben werden, daß die zweite Bahn durch den an einer Fläche 148 einwirkenden Flüssigkeitsdruck geöffnet wird. Die Fläche 148 und die Feder 146 sind gegenseitig so bemessen, daß ein Druck von etwa 21 kg/cm² die zweite Durchflußbahn wirksam werden läßt. Eine DruckleitungThe valve 114 is provided with a pair of motor ports 126 and 128 . The opening 126 is connected to the inlet 138 of the motor 61 via the line 130 . The opening 128 is connected to the opening 133 of the valve 134 via the line 132 , the valve having an opening 135 which is connected via the line 136 to the other engine inlet or outlet 131 of the engine 61. The engine rotates as a function thereof , which of the inlets 131 and 138 is pressurized in one direction or the other. The rope is wound on the drum 35 so that when the inlet 131 is acted upon, the drum is driven in the pull-in direction, while when the inlet 138 is acted upon, the drum rotates in the unrolling direction. The valve 134 allows a pressure medium flow on two paths between the openings 133 and 135. In the first path there is a check valve 140 which allows a flow from the opening 133 to the opening 135 , but prevents an opposite flow. The second path runs through a bore 142 which contains a valve slide 144 which is urged by a spring 146 into a position in which a through-flow of the bore 142 is not possible. The slide 144 can be displaced against the action of the spring in such a way that the second path is opened by the liquid pressure acting on a surface 148. The surface 148 and the spring 146 are mutually dimensioned so that a pressure of about 21 kg / cm ² allows the second flow path to become effective. A pressure line

150 führt von der Leitung 130 zur Fläche 148, um den Druck in der Leitung 130 auf die Fläche 148 zu übertragen. Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß zur Drehzahlwahl der Übertragungsvorrichtung 10 ein Druck von etwa 10,5 kg/cm² erforderlich ist. 150 leads from line 130 to area 148 to transfer the pressure in line 130 to area 148 . It has already been pointed out that a pressure of about 10.5 kg / cm ^{2 is} required to select the speed of the transmission device 10.

Das Ventil 134 weist einen inneren Durchlaß 149 auf, der von der öffnung 135 zu dem unteren Ende eines mit seinem oberen Ende am Schieber 144 angreifenden kleinen Kolbens 151 führt. Die Stirnfläche des KolbensThe valve 134 has an inner passage 149 which leads from the opening 135 to the lower end of a small piston 151 which engages the slide 144 with its upper end. The face of the piston

151 und die Spannung der Feder 146 sind gegenseitig so bemessen, daß der Schieber 144 verschoben wird und die öffnungen 135 und 133 verbindet, wenn der Druck in der öffnung 135 und demzufolge am Kolben 151 so weit ansteigt, daß die Gefahr der Zerstörung des Motors 61 besteht. 151 and the tension of the spring 146 are mutually dimensioned in such a way that the slide 144 is displaced and connects the openings 135 and 133 when the pressure in the opening 135 and consequently on the piston 151 increases to such an extent that there is a risk of the motor 61 being destroyed consists.

Zusätzlich zu dieser Überdrucksicherung des Ventils 134 sind die Leitungen 130 und 132 über Rückschlagventile 152 und 154 mit einem Druckbegrenzungsventil 156 verbunden, das die Pumpe und andere Teile des Systems absichert.In addition to this overpressure protection of the valve 134 , the lines 130 and 132 are connected via check valves 152 and 154 to a pressure relief valve 156 , which protects the pump and other parts of the system.

Im Betrieb treibt die Antriebsmaschine 107 die Pumpe 106 an, die ihrerseits Druckflüssigkeit aus dem Tank 108 ansaugt und die Leitung 110 und den Einlaßstutzen 111 des Ventils 112 beliefert. Wenn die Schaltventile 112 und 114 in der in Fig.3 gezeigten neutralen Stellung stehen, ist der Einlaßstutzen 111 direkt mit dem Auslaßstutzen 116 verbunden und der Pumpenauslaß steht über die Bypaßleitung mit dem Tank 108 in Verbindung.During operation, the drive machine 107 drives the pump 106 , which in turn sucks in pressure fluid from the tank 108 and supplies the line 110 and the inlet connection 111 of the valve 112. When the switching valves 112 and 114 are in the neutral position shown in FIG. 3, the inlet connection 111 is connected directly to the outlet connection 116 and the pump outlet is connected to the tank 108 via the bypass line.

Angenommen die Winde soll mit einer niedrigen Geschwindigkeit in eine Einziehrichtung angetrieben werden, dann wird der Schieber des Ventils 112 in seine der niedrigen Geschwindigkeit entsprechende Stellung geschoben, wobei der Einlaßstutzen 111 über die Leitung 122 mit dem Auslaßstutzen 120 und demzufolge mit der Kammer 68 verbunden ist. In diesem Zeitpunkt wird kein Druck aufgebaut, weil der Einlaßstutzen 111 Assuming the winch is to be driven at a low speed in a retraction direction, the slide of the valve 112 is pushed into its position corresponding to the low speed, the inlet connection 111 being connected via the line 122 to the outlet connection 120 and consequently to the chamber 68 . At this point in time, no pressure is built up because the inlet port 111

mit dem zum Tank führenden Auslaßstutzen 116 in Verbindung steht, so daß die von der Pumpe gelieferte Druckmittelflüssigkeit lediglich drucklos über die Bypaßleitung fließt. Diese Einrichtung verhindert ungewolltes Lüften der Bremse bevor der Motor 61 in Betrieb ist. In der einer niedrigen Geschwindigkeit entsprechenden Stellung des Ventils 112 sind die öffnung 118, die Leitung 124 und die Kammer 66 mit dem Auslaßstutzen 116 verbunden. Bei Verschiebung des Schiebers des Ventils 114 in Einziehstellung ist die Bypaßleitung 115 verschlossen und die Pumpe 106 baut jetzt einen Druck auf, der die Bremse lüftet und die Übertragungsvorrichtung in der oben beschriebenen Weise auf niedrige Geschwindigkeit umschaltet. Gleichzeitig wird Druckflüssigkeit zur öffnung 128 des Ventils 114 und damit zur Leitung 132, der öffnung 133 des Ventils 134, zum Rückschlagventil 140, zur öffnung 135 und zur Leitung 136 geführt, so daß der Motor 61 in der Einziehrichtung angetrieben wird. In dieser Einziehstellung des Ventils 114 sind die öffnungen 126 und die Leitung 130 mit dem Tank 116 so verbunden, daß ein unbehinderter Rückfluß der Druckflüssigkeit vom Motor 61 möglich ist. Wenn die Schieber der beiden Ventile 112 und 114 aus ihrer neutralen Stellung verschoben sind, werden die von ihnen gesteuerten Einrichtungen parallel geschaltet und werden von gleichen Betriebsdrücken beaufschlagt. Dabei ist festzuhalten, daß die Bremsscheiben 92 und % vollständig gelüftet und deshalb frei von Verschleiß sind, solange der für das Einziehen erforderliche Druck von 10,5 kg/cm² überschritten ist. Sogar beim Einholen eines losen Seils können die Scheiben 92 und 96 nur einen maximalen Reibungswiderstand entwickeln, der etwas weniger als 10,5 kg/cm² in dem Druckflüssigkeitssystem erfordert, da sie an diesem Punkt gelüftet werden würden. Wenn mit hoher Geschwindigkeit eingezogen werden soll, kann das Ventil 112, wenn erforderlich auch plötzlich, in eine Stellung geschaltet werden, in der seine Anschlüsse mit der Leitung 124 und der Kammer 66 verbunden sind. Während des Umschaltens wird die Last nicht gelöst, da der Kraftfluß in der Übertragungsvorrichtung beim Übergang von der niedrigeren Geschwindigkeit zur höheren Geschwindigkeit ohne Unterbrechung des Antriebs erfolgt. Wenn der Schieberis in communication with the outlet nozzle 116 leading to the tank, so that the hydraulic fluid supplied by the pump only flows without pressure via the bypass line. This device prevents inadvertent release of the brake before the motor 61 is in operation. In the position of the valve 112 corresponding to a low speed, the opening 118, the line 124 and the chamber 66 are connected to the outlet connection 116 . At displacement of the slide of the valve 1 14 in retracted position, the bypass line 115 is closed and the pump 106 now sets up a pressure, which releases the brake and the transmission device switches in the manner described above at low speed. At the same time, pressure fluid is fed to the opening 128 of the valve 114 and thus to the line 132, the opening 133 of the valve 134, the check valve 140, the opening 135 and the line 136 , so that the motor 61 is driven in the pull-in direction. In this retracted position of the valve 114 , the openings 126 and the line 130 are connected to the tank 116 in such a way that an unhindered backflow of the pressure fluid from the motor 61 is possible. When the slide of the two valves 112 and 114 are moved from their neutral position, the devices controlled by them are connected in parallel and are acted upon by the same operating pressures. It should be noted that the brake disks 92 and 100 are completely ventilated and therefore free from wear as long as the pressure of 10.5 kg / cm ² required for pulling in is exceeded. Even when hauling in a slack rope, the sheaves 92 and 96 can only develop a maximum frictional drag that will ^{require a little less than 10.5 kg / cm 2} in the pressurized fluid system, since at that point they would be vented. If it is to be retracted at high speed, the valve 112 can, if necessary also suddenly, be switched to a position in which its connections are connected to the line 124 and the chamber 66. During the switchover, the load is not released, since the flow of force in the transmission device takes place without interrupting the drive during the transition from the lower speed to the higher speed. When the slide

des Ventils 112 in der neutralen Lage steht, werden die Kammern 66 und 68 zum Tank entleert und die Bauteile der Übertragungsvorrichtung 10 gelangen in die in F i g. 1 gezeigte Stellung, so daß die Abtriebswelle 34 und die Trommel 35 gegen Drehung festgelegt sind.of the valve 112 is in the neutral position, the chambers 66 and 68 are emptied to the tank and the components of the transmission device 10 reach the positions shown in FIG. 1 position, so that the output shaft 34 and the drum 35 are fixed against rotation.

Wenn die Winde in Abwickelrichtung angetrieben werden soll, wird das Ventil 114 in seine Abwickelstellung geschaltet, in der die Druckflüssigkeitsanschlüsse mit der öffnung 126 der Leitung 130 und der Einlaßöffnung 138 des Motors 61 verbunden sind. Die vom Motor 61 rückströmende Flüssigkeit fließt aus dem Einlaß 131 über die Leitung 136 zur öffnung 135 des Ventils 134. Diese rückströmende Flüssigkeit kann das Ventil 140 nicht durchfließen, weil das Ventil 144 in der Vorspannstellung den Rückstrom durch die Bohrung 142 verhindert. Daher kann der Motor sich so lange nicht drehen, bis der über die Leitung 150 auf die Fläche 148 einwirkende Druck in der Leitung 130 die notwendigen 21 kg/cm² erreicht, so daß der Schieber 114 entgegen der Wirkung der Feder 146 verschoben wird. Wie bereits erwähnt, wird der nichttreibende Satz Bremsscheiben 90 und 94 oder 92 und % in Abhängigkeit von der gewählten Geschwindigkeit bei einem Druck von nur 10,5 kg/cm² gelüftet. Dadurch wird Verschleiß an den Scheiben beim Betrieb in der Abwickelrichtung vermieden.If the winch is to be driven in the unwinding direction, the valve 114 is switched to its unwinding position in which the pressure fluid connections are connected to the opening 126 of the line 130 and the inlet opening 138 of the motor 61 . The liquid flowing back from the motor 61 flows from the inlet 131 via the line 136 to the opening 135 of the valve 134. This back flowing liquid cannot flow through the valve 140 because the valve 144 prevents the back flow through the bore 142 in the preloaded position. Therefore, the motor cannot rotate until the pressure acting on the surface 148 via the line 150 in the line 130 reaches the necessary 21 kg / cm ² , so that the slide 114 is displaced against the action of the spring 146. As already mentioned, the non-driving set of brake disks 90 and 94 or 92 and%, depending on the selected speed, is released at a pressure of only 10.5 kg / cm ² . This avoids wear on the disks when operating in the unwinding direction.

Wenn die Trommel 35, beispielsweise beim Absenken einer scheren Last, zum Überholen neigt, hat der Druck in der Leitung 130 das Bestreben, unter 21 kg/cm² abzufallen. Dabei schließt sich das Ventil 144 bis zu einer Drosselstellung und wirkt so als Bremse, so daß auch unter diesen Betriebsbedingungen der Verschleiß an den Bremsscheiben ausgeschaltet wird.When the drum 35 tends to overtake, for example when lowering a shear load, the pressure in the line 130 tends to drop below 21 kg / cm ² . The valve 144 closes up to a throttle position and thus acts as a brake so that wear on the brake disks is eliminated even under these operating conditions.

Falls aus irgendeinem Grund der Druck im System abfällt, z. B. weil die Antriebsvorrichtung für die Pumpe stoppt, die Pumpe fehlerhaft arbeitet oder eine Leitung gebrochen ist, stellen die Federn 104 sofort beide Bremsen selbsttätig in eine die Abtriebswelle 34 und die Trommel 35 festlegende Stellung.If for any reason the pressure in the system drops, e.g. B. because the drive device for the pump stops, the pump is malfunctioning or a line is broken, the springs 104 immediately set both brakes automatically in a position that fixes the output shaft 34 and the drum 35 .

Durch die Erfindung wird eine Übertragungsvorrichtung für Winden verfügbar, die einen hohen Wirkungsgrad hat, selbsttätig bremst, geschwindigkeitsumschaltbar ist und eine lange Lebensdauer hat.The invention provides a transmission device for winches which has a high degree of efficiency has, brakes automatically, is speed switchable and has a long service life.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

709 652/4709 652/4

Claims

Patent claims:

1. Drive device for winches and the like. Lifting machines, with a drive motor, with a planetary gear, the members of which - sun gear, planetary gear, planetary gear carrier and possibly ring gear - can be influenced at least partially by two clutches (brakes), as well as with a control device for determining the Direction of rotation of the motor and the state of the planetary gear, characterized in that the planetary gear has two planetary gear sets (24 to 32 or 40 to 50) which are connected to one another via coupling members (14, 38), that an input drive shaft (58) each which carries one coupling half (90, 92) of the two clutches (90, 94 or 92, 96), which can be displaced by means of an engaging device (piston 64) in the axial direction into end positions in which the input drive shaft (58) only with a clutch cooperates, whereas in the intermediate layers both clutches are engaged due to the action of a spring device (spring 104) , and that the respective hastily other coupling half (94, 96) is connected to a respective link (sun gear 50 or planetary gear carrier 48) of the two planetary gear sets in such a way that the links would result in a locking of the planetary gear when driven at the same time.

2. Drive device according to claim 1, characterized in that the drive motor designed as a pressure medium motor (61) and the control device for the engagement device (64) are designed as a hydraulic system (110 to 130) , the pressure medium motor (61) and the engagement device (64) can be connected in parallel to one another via valves (112, 114) to a pressure medium source (106) .

3. Drive device according to claim 2, characterized in that the control valves (112,114) of the hydraulic control device are designed so that the pressure medium source (106) is relieved until a connection between the pressure medium source and the pressure medium motor (61) is established.

4. Drive device according to claim 2 or 3, characterized in that a normally closed valve (13) connected to an additional engine inlet connection (131) is provided in the hydraulic control device, which valve can be pressurized in such a way that the normally closed valve to the engine inlet connection ( 131) is opened.

5. Drive device according to claim 4, characterized in that the normally closed valve (134) is provided with a second device for applying the pressure prevailing at the second inlet connection (131) of the pressure medium motor (61) in the valve opening direction.

6. Drive device according to claim 4 or 5, characterized in that the normally closed valve (134) is designed so that the pressure required to open is higher than the pressure required to actuate the engagement device (64).